{"id":1968,"date":"2023-12-20T18:36:28","date_gmt":"2023-12-20T18:36:28","guid":{"rendered":"https:\/\/leyton.majjane.agency\/ca\/post\/le-paradigme-informatique-du-binaire-au-quantique\/"},"modified":"2023-12-20T18:36:28","modified_gmt":"2023-12-20T18:36:28","slug":"le-paradigme-informatique-du-binaire-au-quantique","status":"publish","type":"article","link":"https:\/\/leyton.com\/ca\/insights\/articles\/le-paradigme-informatique-du-binaire-au-quantique\/","title":{"rendered":"Le paradigme informatique : Du binaire au quantique"},"content":{"rendered":"

Un changement majeur dans le paradigme informatique<\/strong> est en train de se dessiner, qui pourrait rendre toutes les technologies actuelles obsol\u00e8tes : l’informatique quantique<\/strong>. Cependant, pour comprendre les d\u00e9fis pos\u00e9s par le d\u00e9veloppement de l’informatique quantique, nous devons revenir sur le paradigme m\u00eame de l’informatique telle qu’elle fonctionne aujourd’hui.<\/p>\n

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Le paradigme de l\u2019informatique <\/h2>\n
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Les technologies de l’information (TI)<\/a><\/strong>, au sens large, ont ind\u00e9niablement ouvert une nouvelle page de l’histoire industrielle. Tous les d\u00e9veloppements actuels de l’informatique (des r\u00e9seaux neuronaux aux jeux vid\u00e9o en passant par le graphisme) sont bas\u00e9s sur la repr\u00e9sentation de l’information dans un syst\u00e8me binaire. Tout calcul, information, image, son ou signal peut \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9 dans une configuration binaire<\/strong>, une suite logique de bits. Le bit repr\u00e9sente le niveau de granularit\u00e9 le plus petit et le plus d\u00e9taill\u00e9 auquel l’information peut \u00eatre repr\u00e9sent\u00e9e.<\/p>\n

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Dans le paradigme informatique<\/strong> actuel, un bit ne peut prendre que deux valeurs : 0 et 1 : 0 et 1. C’est pourquoi on parle de syst\u00e8me “binaire”. Bien que cette formulation soit d\u00e9sormais bien connue du grand public, peu de gens savent en r\u00e9alit\u00e9 expliquer ce que signifie “0” ou “1” pour un bit. En effet, il existe un ph\u00e9nom\u00e8ne physique sous-jacent tr\u00e8s tangible qui permet de qualifier un bit en lui donnant une valeur de “0” ou de “1”. En effet, presque toutes les cartes de circuits imprim\u00e9s s’appuient sur l’\u00e9lectricit\u00e9 pour d\u00e9terminer\/assigner\/lire la valeur d’un bit. Ainsi, dans la plupart des cas, le potentiel \u00e9lectrique (c’est-\u00e0-dire la tension) est utilis\u00e9 pour caract\u00e9riser un bit. Si celui-ci d\u00e9passe une certaine valeur seuil, le bit est consid\u00e9r\u00e9 comme valant 1 ; sinon, il vaut 0. Il n’y a pas d’\u00e9tat interm\u00e9diaire. Il s’agit donc d’un syst\u00e8me binaire, car il est discret (il n’y a qu’un nombre fini de valeurs possibles : 0 ou 1) et d\u00e9terministe (un bit vaut soit 0, soit 1).<\/p>\n

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La rupture entre l’informatique quantique<\/a><\/strong> et l’informatique dite “classique” r\u00e9side pr\u00e9cis\u00e9ment dans la mani\u00e8re dont elle repr\u00e9sente l’information. Le ph\u00e9nom\u00e8ne physique sous-jacent n’est pas l’\u00e9lectricit\u00e9 (la pr\u00e9sence ou l’absence d’un courant \u00e9lectrique ou la valeur d’un potentiel \u00e9lectrique) mais la physique quantique (c’est-\u00e0-dire la pr\u00e9sence ou l’absence de particules). La physique quantique est domin\u00e9e par un principe d’incertitude et est non d\u00e9terministe par nature. Ce qui semble \u00eatre une limitation est en fait une caract\u00e9ristique extr\u00eamement puissante.<\/p>\n

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L\u2019information au sens quantique\u202f: le qubit <\/h2>\n
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Dans l\u2019informatique \u00ab\u202fclassique\u202f\u00bb, un bit a deux valeurs\u202f: 0 et 1. Cela repr\u00e9sente deux \u00e9tats possibles seulement (l\u2019\u00e9quivalent par exemple de l\u2019absence ou de la pr\u00e9sence de potentiel \u00e9lectrique). Pour une particule quantique, ces deux \u00e9tats 0 et 1 existent \u00e9galement. Mais il existe aussi une troisi\u00e8me possibilit\u00e9<\/strong> qui un \u00e9tat ind\u00e9termin\u00e9, une combinaison lin\u00e9aire des deux \u00e9tats 0 et 1. Dans ce troisi\u00e8me \u00e9tat, cela signifie que la particule quantique peut \u00eatre observ\u00e9e dans l\u2019\u00e9tat \u00ab\u202f0\u202f\u00bb avec une certaine probabilit\u00e9 et l\u2019\u00e9tat \u00ab\u202f1\u202f\u00bb avec une probabilit\u00e9 compl\u00e9mentaire. <\/p>\n

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En revanche, si l\u2019on tient \u00e0 mesurer l\u2019\u00e9tat de la particule quantique \u00e0 un instant donn\u00e9, on observera ou bien l\u2019\u00e9tat \u00ab\u202f0\u202f\u00bb ou bien l\u2019\u00e9tat \u00ab\u202f1\u202f\u00bb. Par analogie avec le bit de l\u2019informatique \u00ab\u202fclassique\u202f\u00bb, on parle de \u00ab\u202fqubit\u202f<\/strong>\u00bb pour repr\u00e9senter l\u2019information au sens quantique, c\u2019est-\u00e0-dire la combinaison lin\u00e9aire des \u00e9tats \u00ab\u202f0\u202f\u00bb ou \u00ab\u202f1\u202f\u00bb. Si l\u2019on mesure un qubit, on observera l\u2019une des deux valeurs \u00ab\u202f0\u202f\u00bb ou \u00ab\u202f1\u202f\u00bb. <\/p>\n

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Le fait m\u00eame de vouloir mesurer la valeur du qubit<\/strong> peut modifier son \u00e9tat. N\u00e9anmoins, si l\u2019on ne mesure pas le qubit, son \u00e9tat existe toujours comme une combinaison lin\u00e9aire des \u00e9tats \u00ab\u202f0\u202f\u00bb et \u00ab\u202f1\u202f\u00bb, bien qu\u2019on ne puisse le conna\u00eetre avec pr\u00e9cision. Un autre ph\u00e9nom\u00e8ne quantique, qui n\u2019existe pas dans le monde classique, rend les qubits tr\u00e8s int\u00e9ressants\u202f: l\u2019intrication quantique<\/a><\/strong>. L\u2019intrication quantique<\/a><\/strong> permet \u00e0 deux particules (et donc qubits) d\u2019avoir des \u00e9tats corr\u00e9l\u00e9s. En utilisant l\u2019intrication quantique, il est donc possible de lier la valeur de plusieurs qubits entre eux et de repr\u00e9senter un ensemble de possibilit\u00e9s beaucoup plus complexes. Cela est pr\u00e9cis\u00e9ment ce qui fait la force de l\u2019informatique quantique.  <\/p>\n

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\"l\u2019informatique<\/figure>\n
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Les probl\u00e8mes les plus complexes \u00e0 la port\u00e9e des qubits <\/h2>\n
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Les probl\u00e8mes sont g\u00e9n\u00e9ralement consid\u00e9r\u00e9s comme complexes en raison du nombre de possibilit\u00e9s n\u00e9cessaires \u00e0 explorer pour les r\u00e9soudre. Un labyrinthe sera plus complexe qu\u2019un autre par ses nombreux d\u00e9tours et croisements. Il est donc n\u00e9cessaire d\u2019explorer chaque possibilit\u00e9 de mani\u00e8re s\u00e9quentielle pour d\u00e9terminer s\u2019il s\u2019agit d\u2019une solution possible. Pour un ordinateur classique, cela demande une quantit\u00e9 consid\u00e9rable de ressources et de temps. Pour les supercalculateurs les plus performants, certains probl\u00e8mes sont m\u00eame hors de port\u00e9e tant il prendrait d\u2019ann\u00e9es \u00e0 \u00eatre r\u00e9solus. <\/p>\n

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Pour un ordinateur quantique<\/a><\/strong>, l\u2019intrication de qubits permet de couvrir et d\u2019explorer simultan\u00e9ment un plus grand nombre de solutions possibles, fournissant un gain de puissance et de temps consid\u00e9rable. Parmi les applications possibles que l\u2019informatique classique peine \u00e0 r\u00e9soudre comptent les industries pharmaceutiques et bancaire. L\u2019informatique quantique ouvrirait la possibilit\u00e9 d\u2019explorer des combinaisons complexes de prot\u00e9ines avec de potentiels applications m\u00e9dicales. De la m\u00eame mani\u00e8re, l\u2019informatique quantique<\/a><\/strong> permettrait de trouver les facteurs premiers de grands nombres, ce qui repr\u00e9sente un probl\u00e8me math\u00e9matique tr\u00e8s gourmand \u00e0 l\u2019heure actuel, au point o\u00f9 la robustesse de la cryptographie RSA utilis\u00e9e pour prot\u00e9ger les donn\u00e9es bancaires repose dessus. <\/p>\n

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Etat actuel des ordinateurs quantiques <\/h2>\n
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Les ordinateurs quantiques existent d\u00e9j\u00e0. Pour autant, ils demeurent \u00e0 l\u2019\u00e9tat exp\u00e9rimental, laissant encore le temps aux entreprises de s\u2019adapter avant leur application dans des contextes industrielles et commerciaux. La r\u00e9alisation de processus quantiques demandent des conditions exp\u00e9rimentales extr\u00eames, notamment parce que l\u2019une des approches n\u00e9cessite une temp\u00e9rature proche du 0 absolu (qui est de \u2212273,15 \u00b0C). Mais aussi en raison de la pr\u00e9sence d\u2019erreurs dues \u00e0 la modification d\u2019\u00e9tats des qubits, lesquels sont tr\u00e8s sensibles \u00e0 la d\u00e9coh\u00e9rence et au bruit quantiques. N\u00e9anmoins, les d\u00e9monstrations effectu\u00e9es par des ordinateurs quantiques exp\u00e9rimentaux laisse peu de doute quant \u00e0 la r\u00e9volution qui est en cours dans le monde de l\u2019informatique<\/a><\/strong>.  <\/p>\n

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Les entreprises qui innovent dans ce secteur sont susceptibles d’\u00eatre admissibles \u00e0 plusieurs programmes de financement<\/strong>, notamment des subventions gouvernementales<\/strong><\/a>et des cr\u00e9dit d\u2019imp\u00f4t de RS&DE<\/strong><\/a>.<\/p>\n

Vous voulez en savoir plus sur les possibilit\u00e9s de financement pour votre projet ? Planifiez une consultation gratuite<\/strong><\/a> avec l’un de nos experts d\u00e8s aujourd’hui !<\/p>\n

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Contactez-Nous<\/a><\/div>\n<\/div>\n
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Sources :<\/p>\n

IBM,<\/em>Qu’est-ce que l’informatique quantique ?, <\/em> 
https:\/\/www.ibm.com\/fr-fr\/topics\/quantum-computing<\/em><\/a> <\/p>\n

Alan Boyle, GeekWire, Are quantum computers for real? So far, the uncertainty principle rules the day, 2023, <\/em> 
https:\/\/www.geekwire.com\/2023\/quantum-computers-uncertainty-principle\/<\/em><\/a> <\/p>\n

Scientific American, Decoded: How Does a Quantum Computer Work? <\/em>https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=uLnGp1WTNFQ<\/em><\/a> <\/p>\n

Quantverse, What is a Qubit? – A Beginner’s Guide to Quantum Computing <\/em>https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=90za6mazNps<\/em><\/a> <\/p>\n

AWS, Qu’est-ce que l’informatique quantique ?<\/em>  
https:\/\/aws.amazon.com\/fr\/what-is\/quantum-computing\/<\/em><\/a> <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Un changement majeur dans le paradigme informatique est en train de se dessiner, qui pourrait rendre toutes les technologies actuelles obsol\u00e8tes : l’informatique quantique. Cependant, pour comprendre les d\u00e9fis pos\u00e9s par le d\u00e9veloppement de l’informatique quantique, nous devons revenir sur le paradigme m\u00eame de l’informatique telle qu’elle fonctionne aujourd’hui. 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